前幾天看到一道面試題，問的是單例的模式書寫以及單例模式能否被破壞？如何破壞？如何防止？

對於第一問單例模式的書寫，瞭解過設計模式的同學對單例模式絕對不會陌生。常用的單例模式有懶漢式、餓漢式兩種情況。實際的應用場景也是很常見，好比如資料庫連線池的設計，還有Windows的Task Manager（工作管理員）。

單例模式的書寫

這裡列出懶漢式的寫法

/**在多執行緒下如何保證單例模式需要記住三點。
  *第一就是雙重加鎖機制。
  *第二是確保SingleTest為volatile變數。
  *第三，是我覺得最容易被遺忘的一點，就是建構函式為private。
*/
public class
 
 SingleTest {

    public static volatile SingleTest singleTest ;

    private SingleTest(){
    }

    public static SingleTest getSingleTest(){
        if(singleTest==null){
            synchronized(SingleTest.class){
                if(singleTest==null){
                    singleTest = new SingleTest();
                }
            }
        }
        return
 
 singleTest;
    }
}

單例模式的破壞

上面的寫法看起來沒問題，但是存在安全問題。因為我們可以通過反射破壞單例模式。

public static void main(String[] args) throws Exception{

        Constructor constructor = SingleTest.class.getDeclaredConstructor();
        constructor.setAccessible(true);

        SingleTest s1 = SingleTest.getSingleTest
 
();
        SingleTest s2 = SingleTest.getSingleTest();
        SingleTest s3 = (SingleTest) constructor.newInstance();

        System.out.println("輸出結果為："+s1.hashCode()+"," +s2.hashCode()+","+s3.hashCode());
}

輸出結果為：1286131032,1286131032,1581347769

從輸出的結果我們就可以看出s1和s2為同一物件，s3為新物件。s3是我們通過反射機制，進而呼叫了私有的建構函式，然後產生了一個新的物件。

誒，既然單例模式存在漏洞，在JDK中那些應用單例模式的物件不是就會被惡意破壞了嘛。當時我也這樣想的，我嘗試了一下去破壞Runtime（在JDK為單例模式物件）。

public static void main(String[] args) throws Exception{

    Constructor constructor1 = Runtime.class.getConstructor();
    Runtime r1 = (Runtime) constructor1.newInstance();
    Runtime r2 = Runtime.getRuntime();
    Runtime r3 = Runtime.getRuntime();

    System.out.println(r1.hashCode());
    System.out.println(r2.hashCode());
    System.out.println(r3.hashCode());
}

結果是被異常丟擲，檢視原始碼就看得出，JDK對已經封裝好的單例物件是有保護機制的。

防止單例模式的破壞

那麼我們如何去保護我們自定義的單例物件呢？很簡單，只需要修私有的建構函式即可。

private static boolean flag = false;

private SingleTest(){
        synchronized(SingleTest.class){
            if(flag == false){
                flag = !flag;
            }else {
                throw new RuntimeException("單例模式被侵犯！");
            }
        }
 }